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可穿戴能水洗的Arduino--Lilypad & Flora

2016-12-30 DM lab 科技学堂



 


2012年谷歌眼镜推出,将可穿戴的概念传递给大众,经过几年市场的酝酿及发展,现在各种可穿戴产品如智能手环、智能手表层出不穷,甚至连印象中八竿子打不着的无人机领域都可穿戴了:


NIXIE,未量产


拥有广泛拥簇的开源硬件Arduino自然不会落后。早在2007年,在大神Leah Buechley和SparkFun Electronics的努力下,基于Arduino的开源硬件就Lilypad问世了!


Lilypad arduino USB(左)  Lilypad Main Board(中)  Lilypad Simple(右)


开源的好处是任何人都能公开获取、修改并发布自己的产品,所以除了Lilypad之外,我们还有Adafruit的创始人 Limor Fried (Ladyada)设计的Flora



Flora(左) Circuit Playground(右)


两家“不约而同"(Leah Buechley在MIT Media Lab当过教授,Limor Fried是MIT 可穿戴小组成员)的将板子设计成了适合与织物搭配的圆形,轻、薄、无任何突出针脚,不易损坏衣物;通过可导电的织线缝纫完成各元件及主控板在衣物上的连接及固定。元件防水,可以随衣物洗涤。

两家产品各具特色,我们一家一家的看。



小伙伴们把炫彩灯环固定在手上拍摄的光绘图

Lilypad

Lilypad三种可编程控制板对比:



Lilypad Simple系列还有一个变形版本Lilypad SimpleSnap,将接口连接方式由缝制变成了纽扣的扣式,并且自带锂电



Lilypad SimpleSnap正反图


其实就是在LilySimple上加了一圈小纽扣:

纽扣设计可以很方便的将主控板从衣物上取下,所以锂电池设计成不可拆卸,于是该板不可水洗!


除了需要编程的板子,Lilypad还推出了一款无需编程的Lilypad Tiny,用来控制LED灯闪烁:


Lilypad Tiny


芯片上除了正负引脚外,有0,1,2,3四个接口(连LED正极),分别对应4种LED灯亮灭模式:

        PIN 0  --  呼吸灯模式

        PIN 1  --  心率模式

        PIN 2  --  简单亮灭

        PIN 3  --  随机模式

直接缝到衣服上就可以用了~


Flora


Flora是一个全功能的Arduino开发板,也就意味能支持中断等完整的编程功能,你可以将其看作是Arduino UNO的变形。


Circuit Playground则强大得多。Circuit板载全彩LED 10颗,三轴加速度传感器、温度传感器、光强传感器、声音传感器、蜂鸣器各1个,2枚按键并带有开关,支持I2C协议、UART协议,甚至8个接口还能充当电容触摸输入!俨然是arduino板子中的航空母舰,简直是arduino爱好者的一站式解决方案。来个酷炫的动图:




对比


充电功能,两家有着截然不同的态度,按照Adafruit自己的说法,出于安全考虑,防止充电意外起火烧坏衣物或引起火灾,于是干脆不支持!


Adafruit自家有着完善的产品线,尤其是全彩灯及灯带,Adafruit甚至提供了完善的库支持。为了更好的搭配自己产品,板载电流输出能力也同步提升,仅靠板载电源接口,即可驱动50枚全彩LED灯,而搭配外置5V电源,Flora具有同时控制500枚全彩LED灯的超强寻址能力。


再次强调:不同于Flora,Lilypad没有电源反接保护,正负极接反会烧坏板子!


独特的连接方式

既然是可穿戴,板子和元件的连接方式也别具一格,使用导电织线。这种柔性的连接方式走线自然灵活且不会损坏衣物,唯一需要注意导线在衣物内不要交叉,以免短路。


15cm导线电阻仅为1.4Ω,电阻率约为10Ω/m


小巧的板子、简单的编程、灵活的连接方式、炫彩的灯光,让这种可穿戴形式迅速传播应用:



发布方式

产品再好,用不上一切免谈。两家产品除了直接海淘外,某宝上能直接买到的。Flora、Circuit Playground以及配套传感器都单件发售,按需购买。Lilypad选择则要丰富一些,有套装模式可选,套装中非常贴心的提供了线(导电),上手直接使用:  

Lilypad的套件


套件收到时各元件与主控板是按端口相连的,各传感器及LED灯可以直接编程调用:


套装元件可直接使用


所以先编程调试好再拆也来得及。


扩展性及兼容性


一般的传感器都是插针的,无法直接连接,也不适合可穿戴,于是两家都各自开发了可穿戴扩展设备:


蓝牙模块、UV传感器、加速度/电子罗盘/磁力传感器、GPS模块

灯带及灯环图


既然都是Arduino板子,用Arduino IDE就可轻松编程。我们用全彩灯环及声音传感器做个炫彩音乐灯,让灯光虽音乐动起来~


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新的一年即将到来

祝大家

2017新年快乐

HAPPY NEW YEAR

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